科研产出
水稻DUF1771基因家族的全基因组鉴定与表达谱分析
《农业生物技术学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：未知功能结构域1771(domain of unknown function 1771,DUF1771)基因家族是植物中一个功能未被鉴定的家族.本研究通过生物信息学技术在水稻(Oryza sativa)中鉴定了5个DUF1771家族成员,与拟南芥(Arabidopsis thaliana)中鉴定到的4个DUF1771家族成员进行系统进化树分析,9个DUF1771家族成员可分为2个亚族,保守基序分析发现motif 1和motif 2在所有的DUF1771家族成员中存在.5个OsDUF1771基因家族成员的启动子中与各类胁迫响应和激素响应相关的顺式作用元件整体相对较少,以OsDUF1771-1为最少.实时荧光定量PCR分析显示,OsDUF1771家族成员在各类激素处理前后水稻中的表达水平变化幅度整体上不大.在低温、干旱和稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)处理水稻时,OsDUF1771-1,2,3,5虽然有一些响应变化,但变化幅度亦不大,OsDUF1771-4对低温处理具有相对最大的响应,在处理12h的表达水平是未处理样品的4.54倍.在4个OsDUF1771家族成员的启动子中均发现了种子储存蛋白代谢调控相关元件O2-site,仅OsDUF1771-1的启动子中未发现此元件,这与各成员的组织表达谱检测结果相吻合,OsDUF1771-2,3,4,5均在穗中具有最高的表达水平,而OsDUF1771-1在叶中具有最高的表达水平,且OsDUF1771-1编码蛋白预测定位于叶绿体.此外OsDUF1771-3的启动子中还含有胚乳特异表达元件GCN4-motif,进一步说明OsDUF1771-3在水稻种子的胚乳储存蛋白代谢中发挥功能,本研究为深入解析OsDUF1771家族成员的生物学功能提供了重要线索.
关键词： 水稻 未知功能结构域1771(DUF1771)基因家族 进化分析 表达谱分析
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竹炭有机肥对水旱作物生长发育及镉积累的影响
《湖南农业科学 》 2024
摘要：为筛选适合镉污染农田水旱作物的有机肥,选择湖南典型镉污染农田土壤,通过室内培养试验研究竹炭有机肥对水稻、小白菜两类作物生长发育和镉积累的影响.结果表明:适量增施竹炭有机肥显著增加水稻、小白菜生物量,施用量为 0.66 g/kg时,水稻生物量相比CK增加97%,同时水稻根系、茎叶中镉含量分别下降38.8%和18.8%,小白菜株高相比CK有所增加,小白菜镉含量下降 34%.竹炭有机肥施用量平均每增加 0.5 g/kg,土壤pH增加 0.1 个单位,同时土壤有效镉含量随有机肥施用量增加呈降低趋势,1.33 g/kg处理下土壤有效镉含量降幅为 9.2%.竹炭有机肥和氧化钙复配处理有效降低水稻镉积累量,在旱地农田的施用方式有待改良.研究表明适量增施竹炭有机肥能提高作物产量,降低镉在土壤—水旱作物系统中的迁移效率,能有效降低作物镉的积累量.
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连续施用镉砷同步钝化剂的稻米镉砷含量降低效果分析(英文)
《农业科学与技术(英文版) 》 2023
摘要：选择湖南典型镉砷复合污染稻田，通过2018—2020年连续3 a的大田定位试验对10个镉砷同步钝化产品进行效果验证，为镉砷同步钝化产品连续施用的持续效果及镉砷复合污染稻田产品的选择提供参考。结果表明：10个钝化剂产品均具有同步降低稻米镉砷含量的效果，但不同钝化剂的稻米降镉、降砷效果不同，稻米降镉效果最好的是T9处理，3 a平均稻米降镉率为52.42%；其次是T4和T3,3a平均稻米降镉率分别为42.62%和40.96%；稻米降砷效果最好的为T7和T4处理，3 a平均稻米降砷率分别为34.15%和33.32%；整体上，钝化剂降低稻米镉含量的效果高于降砷的效果，且钝化剂的连续施用对稻米降镉和降砷皆具有一定的累加效应；另外，连续施用3 a钝化剂在一定程度上提升了土壤的p H值，且2018—2020年稻米镉含量皆与土壤p H值呈显著负相关，表明施用钝化剂提升了土壤p H值，并抑制了水稻对镉的吸收积累。综合考虑认为，T4、T8、T7和T10处理的钝化剂产品适用于镉砷复合污染土壤的修复治理，T9等其他处理的钝化剂产品适用于单镉污染耕地的修复治理。
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化肥减氮配施对洞庭湖区双季稻产量和田面水氮磷流失风险的影响
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]探究化学氮肥减量配施稳定水稻产量,提高氮肥利用率,减少氮磷流失风险,为洞庭湖双季稻区化肥减量施用提供科学依据.[方法]采用大田小区试验,设置不施氮肥(CK)、常规施肥(CF)、减氮20%配施硼硅肥(0.8CF+B/Si)、有机肥替代20%化学氮肥(0.8CF+0.2OM)、有机肥替代20%化学氮肥配施氮肥增效剂(0.8CF+0.2OM+N-serve)、有机肥替代20%化学氮肥配施硼硅肥和氮肥增效剂(0.8CF+0.2OM+B/Si+N-serve)共6个处理,研究化肥减氮配施对双季稻产量、氮肥利用率和田面水氮磷流失风险的影响.[结果]有机肥替代处理早稻产量较CF均有一定下降,而晚稻产量提高2.02%~5.03%.田面水中总氮、铵态氮、硝态氮浓度随着氮肥施用量的增加而上升,氮素流失风险也增大.与CF处理相比,化肥减氮配施处理早晚稻季田面水总氮、铵态氮和硝态氮浓度分别降低8.08%~35.05%、5.88%~34.22%和5.02%~18.06%,有效降低田面水氮素流失风险,其中以0.8CF+0.2OM+N-serve处理效果最好.施氮肥后一周是氮素流失的高风险时期,随后各处理田面水氮素浓度差异变小且流失风险降低.不施氮肥处理的早、晚稻田面水磷素浓度低于其他处理,而配施硼硅肥处理高于其他处理,田面水中磷素的流失风险增大.此外,配施有机肥、氮肥增效剂对磷素减排效果不明显.施磷肥后9 d左右是磷素流失的关键时期,之后各处理磷素浓度趋于一致且变化平稳.[结论]有机肥替代氮肥对双季稻增产存在一定滞后性;氮肥增效剂与有机肥同时施用会削弱其延缓氮肥转化的效果,影响养分吸收.化肥减氮配施是降低双季稻田面水氮素流失的有效方法,但配施硼硅肥会提高田面水磷素含量,应根据田间水肥管理酌情施用.
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硅肥等量施用对土壤镉生物有效性和水稻吸收镉的影响
《环境科学 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为研究硅(Si)肥等量施用对水稻不同生育期吸收镉(Cd)和土壤Cd生物有效性的影响,采用5种不同种类的Si肥(Si02用量为225 kg·hm-2)开展田间小区试验.结果表明,随着水稻生育期的延长,水稻根系和茎叶的Cd含量增加;施用Si肥,不同生育期水稻根系、茎叶和籽粒Cd含量平均分别降低14.9%、28.2%和12.2%;硅钙镁铁肥(SiCaMgFe)和水溶Si肥(SiW)处理,籽粒Cd含量分别比对照处理降低21.1%(P<0.05)和21.2%(P<0.05);水稻根表铁膜中Cd含量(DCB-Cd)随着水稻生育期延长而增加,施用Si肥,水稻不同生育期DCB-Cd含量有高有低,DCB-Cd是根系Cd含量的15.8%~42.8%;与对照相比,施用Si肥水稻成熟期土壤可交换态Cd(Exc-Cd)含量平均降低36.4%,其它形态的含量平均增加12.5%~48.2%.水稻全生育期根系Cd与Si呈极显著负相关,与DCB-Cd呈极显著正相关,DCB-Cd与土壤有效态Cd和有效态Si呈极显著负相关,土壤Exc-Cd与Carb-Cd呈极显著负相关,土壤有效态Cd与pH值呈显著负相关.施用相同Si肥用量,SiCaMgFe和SiW处理降低水稻Cd含量的效果好;施用Si肥通过提高土壤pH值和土壤有效Si含量、降低土壤有效态Cd和Exc-Cd含量,促进Exc-Cd向Carb-Cd转移,减少根表铁膜对Cd的吸附,从而减少水稻对土壤Cd的吸收.
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杂交稻和常规稻对复合污染稻田土壤砷镉提取效果差异研究
《环境科学研究 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为实现对稻田土壤砷（As）、镉（Cd）污染的同步移除，利用根箱试验，选取代表性杂交稻（HR）和常规稻（CR）品种作为修复材料进行提取.为了评估种植HR和CR对土壤As、Cd的提取效果，以未种植水稻土壤作为对照（CK），利用孔隙水采集器在其全生育期内采集并监测土壤水溶态As、Cd浓度的变化；分别在水稻分蘖期、成熟期采用梯度扩散薄膜技术（diffusive gradients in thin-films,DGT）原位实时测定根际土壤剖面有效态As、Cd浓度；收获时利用分级提取法分析土壤As、Cd赋存形态及总量变化，并分析植株各部位的As、Cd累积量.结果表明：水稻生长能够有效消耗土壤中生物有效态As、Cd，且HR较CR表现出更高效的As、Cd同步富集能力.水稻成熟期，种植HR的土壤中DGT-As（扩散梯度薄膜提取态As）浓度较种植CR和CK处理分别下降69%和71%,DGT-Cd（扩散梯度薄膜提取态Cd）浓度分别降低35%和58%;HR和CR收获后土壤总As含量分别减少8%和1%，总Cd含量分别减少31%和14%;HR对土壤As、Cd的单株去除量分别为CR的1.2和4.5倍；每年种植两季HR对土壤As、Cd的移除率分别为CR的1.2和4.3倍.研究显示，种植HR对As、Cd具有更高效的提取能力，可优先作为修复材料对稻田土壤生物有效态As、Cd进行专性提取减量，为As、Cd复合污染稻田土壤清洁提供了一条有益路径；但还需结合水分优化管理、施加促溶剂等方式形成修复链，进一步提高修复效率，缩短修复年限.
关键词： 杂交稻（HR） 常规稻（CR） 提取 砷（As） 镉（Cd） 水稻土
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24个水稻抗稻瘟病单基因系的抗性评价与利用前景分析
《作物研究 》 2023
摘要：利用抗性基因培育抗病品种是防治稻瘟病最经济、快速、有效的手段。湖南桃江病圃是湖南省及长江中下游稻区水稻区域试验新品种的抗稻瘟病鉴定基地。为明确主要抗稻瘟病基因在该病圃的应用价值，本研究于2020—2021年评价了24个抗稻瘟病单基因品系在湖南桃江病圃的田间抗性。结果表明，含Pi-z~5、Pi-1、Pi-7与Pi-ta~2等单基因的品系对苗叶瘟均表现中抗水平，含Pi-1、Pi-z~5、Pi-ta~2、Pi-12（t）与Pi-km等单基因的品系对穗颈瘟表现抗或中抗。综合来看，Pi-1、Pi-z~5、Pi-ta~2等单基因对苗叶瘟与穗颈瘟皆表现出较好的田间抗性，可单独或与其它抗性基因聚合应用于抗稻瘟病育种与生产中。研究结果对指导湖南省乃至长江中下游稻区水稻抗稻瘟病品种选育与合理利用均具有重要意义。
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密植条件下杂交油菜种子田间纯度与真实值的差异研究
《湖南农业科学 》 2023
摘要：为分析密植条件下杂交油菜种子田间纯度与真实值存在差异的原因，在40.5万株/hm~2种植密度下研究5个品种、6个纯度样品的田间纯度变化规律，并结合表型调查和SSR基因分型技术探究其原因。结果表明：品种、真实纯度及两者的交互作用均对田间纯度与真实纯度的偏差有显著影响。参试材料中田间纯度与真实纯度差异最大的是丰油730、最小的是沣油737；其4叶期后群体的死亡率达14.33%～21.33%，其中杂交种的成活率均显著高于母本；70%纯度下，丰油730的杂交种与母本的相对成活率显著高于沣油737。试验结果表明，4叶期后的自疏现象和杂交种的空间竞争优势会影响田间纯度表现，品种间杂交种与母本的相对竞争能力差异是影响田间纯度的主要原因。
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抗倒剂对优质稻产量和抗倒伏能力的影响
《中国农学通报 》 2023 CSCD
摘要：倒伏是制约水稻生产的重要因素之一,优质稻倒伏现象更为突出.为了完善优质稻抗倒栽培技术,本研究以广东省的代表优质稻品种'美香占2号'作为试验材料,设置了 3个不同的施氮量,采用两因素随机区组设计,探究抗倒剂'不倒汉'的抗倒伏效果.结果表明,抗倒剂降低了齐穗期和成熟期的茎叶重和总干物质重,增加了经济系数,具有增产效果.降低了水稻整个生育期的株高,均达到显著水平,在低肥下,降株高效果更显著.降低了蜡熟期第二和第三基节的长度和倒伏指数,其中第三基节达到了显著水平,还显著降低了成熟期各节间的长度、田间倒伏指数、倒三节和倒四节的弯曲力矩,对倒三和倒四节间的抗折力和倒伏指数也有一定的降低,没有达到显著水平.综上,抗倒剂'不倒汉'能显著增强优质稻的抗倒伏能力,同时具有增产效果,可以推广应用.
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S-诱抗素对不同盐胁迫下水稻生理特性及产量的影响
《核农学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为探讨S-诱抗素（S-ABA）对调控水稻（Oryza sativa L.）应对逆境胁迫、促进作物逆境生长的作用，以湘两优900为试验材料，在两叶一心及分蘖盛期喷施0.03 mg·L-1 S-ABA（稀释1 000倍），于三叶一心和移栽后返青第5天进行0（CK）、0.3%（N1）和0.6%（N2）NaCl胁迫处理，分析S-ABA对不同生育时期（分蘖期、拔节期和抽穗期）盐胁迫下水稻表型和生理特性的影响。结果表明，盐胁迫抑制水稻植株生长，且抑制效果随盐浓度的增加和生育期的延长而增强；与对照（CK）相比，N1、N2处理抑制各生育期光合作用，使各生育期内抗氧化酶活性显著升高，丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）和可溶性蛋白含量增加，并提高了非酶促抗氧化物质含量；与CK相比，N1、N2处理分别减产21.09%和55.16%；叶面喷施SN1（S-ABA+0.3%NaCl）和SN2（S-ABA+0.6%NaCl）能促进盐胁迫下水稻植株生长，提高各生育期内的光合能力和叶绿素含量，进一步增强各生育时期内的抗氧化物酶活性、非酶促抗氧化物质含量和可溶性蛋白含量，抑制活性氧积累，降低MDA和H2O2含量，SN1较N1、SN2较N2处理分别增产37.47%和70.18%。综上所述，叶面喷施S-ABA可通过增强各生育时期内的光合特性、抗氧化水平和渗透调节能力来有效缓解水稻盐害，最终实现盐胁迫下水稻增产。本研究结果为水稻耐盐性研究及提高盐胁迫下水稻产量提供了理论指导。
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